بررسی تاثیر مقدار جوانه زا بر تشکیل فازهای نهایی نیترید سیلسیم اتصال واکنشی (RBSN) شکل دهی شده به روش ریخته گری ژلی

در این تحقیق بدنه متخلخل نیترید سیلیسیم (Si۳N۴) از طریق سینتر واکنشی بدنه ریخته گری ژلی پودر سیلیسیم (Si) ساخته شد. ریخته گری ژلی یکی از روش های مناسب برای ساخت قطعات بزرگ متخلخل با اشکال پیچیده است که برای شکل دهی بدنه های Si۳N۴ مورد استفاده قرار گرفته است. در گام اول به بررسی تاثیر pH مناسب برای ساخت دوغاب پرداخته و مشخص شد که محیط اسیدی برای دوغاب سازی Si مناسب تر عمل کرده و نفوذ نیتروژن (N۲) به ذرات Si را تسهیل و تشکیل β-Si۳N۴ را تشویق کرد. برای ساخت محلول پیش ماده از wt%۳/۰ روانساز تترامتیل آمونیوم هیدروکسید (TMAH) و مونومرهای آکریلامید (AM) و متیلن بیس آکریلامید (MBAM) با نسبت ۱:۱۵ (به ترتیب) و به مقدار wt%۲۰ بار جامد آغازگر آمونیوم پرسولفات (APS) و کاتالیزور تترامتیل اتیلن دی آمین (TEMED) استفاده شد. برای بررسی تاثیر عامل جوانه زا، پودر β-Si۳N۴ (۲ و ۴ درصد وزنی) استفاده شد و دوغابی با wt%۶۰ بار جامد از Si و عامل جوانه زا ساخته شد. پس از انجام عملیات حرارتی به مدت ۲۲ ساعت و سینتر در دمای C°۱۳۵۰، فازهای شناسایی شده در همه نمونه ها β-Si۳N۴، Si واکنش نکرده و کریستوبالیت بود. الگوهای XRD و تصاویر SEM نشان داد که β-Si۳N۴ در نمونه های حاوی جوانه زا بیش تر از نمونه بدون جوانه زا تشکیل شده است ولی با افزایش مقدار جوانه زا از wt%۲ به wt%۴ تغییر محسوسی در شدت پیک های β-Si۳N۴ مشاهده نشد. بنابراین می توان نتیجه گرفت که جوانه زا مقدار بهینه ای دارد و مقادیر بیش تر جوانه زا تاثیر چندانی بر روی تشکیل β-Si۳N۴ ندارد.

Keywords:

ریخته گری ژلی پودر Si , pH , عامل جوانه زا β-Si۳N۴ , سینتر واکنشی نیتریدسیلیسیم (RBSN)